一、光路系统总体概述

Varioskan Flash的光路系统是一个多模式、可切换、低损耗、高灵敏的综合光学平台。它的设计目标是在支持多种光学检测模式的前提下，保证各模式的最佳性能，而不是在多功能性和性能之间做出妥协。

• 多模式集成：支持吸光度、荧光强度、发光、时间分辨荧光等模式。

• 高效光传输：利用高反射率反射镜、低损耗光纤和优化透镜系统最大化光能利用率。

• 低背景噪声：全封闭光路结构与高品质光学元件结合，减少杂散光干扰。

二、光路系统的主要组成部分

1. 光源模块

Varioskan Flash配备多种光源，以适应不同检测模式：

• 氙灯光源（用于吸光度和荧光激发）：连续光谱覆盖200–1000 nm，适合全波长扫描和多波长检测。

• 闪光氙灯（荧光激发）：提供高强度瞬时激发光，减少样品光漂白。

• 无外部光源模式（发光检测）：利用样品自身发光特性，光路系统直接收集发射光。

光源稳定性通过恒流电源和温控单元保证，减少光强波动对测量的影响。

2. 单色仪与滤光系统

• 双单色仪设计：分别位于激发光路与发射光路，波长可在1 nm步进内精确选择。

• 滤光轮：内置多组高质量干涉滤光片，可快速切换常用波长，提高测量速度。

• 组合模式：单色仪与滤光片可灵活配合，既有高波长分辨率，又兼顾快速切换需求。

3. 光路传输组件

• 反射镜系统：采用高反射镀膜反射镜，减少多次反射过程中的光能损失。

• 光纤导光：部分模式中使用低衰减光纤传输，减少光路长度，保持光束质量。

• 透镜组：优化光斑尺寸与焦点位置，确保光能集中照射样品孔中心。

4. 样品区域光路设计

• 垂直照明与检测：保证光束垂直穿过样品，减少边缘效应。

• 板型自动识别与对准：光路系统可自动调整光斑位置以适应96孔、384孔或比色皿。

• 恒温支持：在温控模式下，光路与样品室的温度分布优化，避免热流影响光路稳定性。

5. 探测器模块

• 光电倍增管（PMT）：用于荧光与发光检测，高灵敏度、低暗电流。

• 硅光二极管阵列：用于吸光度检测，响应速度快，线性范围广。

• 时间分辨荧光检测：探测器具备快速门控功能，可在纳秒级时间窗内采集信号。

三、不同检测模式的光路设计

1. 吸光度模式光路

• 光源（氙灯） → 单色仪/滤光器 → 样品 → 接收透镜/光纤 → 硅光二极管。

• 采用双波长检测可进行参考波长校正，减少杂散光与背景吸收影响。

2. 荧光模式光路

• 光源（氙闪光灯） → 激发单色仪/滤光片 → 样品（激发荧光） → 发射单色仪/滤光片 → PMT探测器。

• 激发与发射光路分离并具备严格的光学隔离，防止激发光泄漏到发射通道。

3. 发光模式光路

• 无外部光源 → 样品发光 → 收集透镜/光纤 → PMT探测器。

• 光路设计最大化收集立体角内的光子，提高微弱信号检测能力。

4. 时间分辨荧光模式光路

• 激发与荧光模式相似，但探测器信号采集延迟一定时间（如微秒级），排除短寿命背景荧光干扰。

四、光路切换与模式转换

Varioskan Flash的光路系统采用电动切换机构，能够在不同检测模式之间快速切换：

• 电动滤光轮切换激发与发射滤光片。

• 单色仪波长设定由步进电机驱动，切换精度高。

• 光路隔离快门在不同模式切换时自动闭合，防止光学干扰。

这种设计使得在一个实验流程中可以自动完成多模式连续检测，无需人工调整光学部件。

五、信号优化与背景抑制技术

1. 高效收光

• 发光模式中使用高数值孔径透镜，增大收集立体角。

• 荧光模式中采用抛物面反射镜与透镜组合，提高荧光收集效率。

2. 杂散光抑制

• 单色仪狭缝优化与多级光阑设计，将杂散光比例控制在0.05%以下。

3. 背景噪声降低

• PMT工作在低噪声模式，并结合电子信号平均技术，提高信噪比。

六、光路系统的抗干扰设计

• 全封闭暗箱结构：避免环境光进入光路。

• 温度隔离：光源与探测器热源隔离，减少热漂移。

• 机械减振：光路系统安装在减振平台上，避免机械振动影响光学对准。

七、光路系统在应用中的优势

1. 多功能一体化：同一光路平台兼容多种模式，减少实验室空间占用。

2. 快速切换：模式转换时间短，支持高通量多参数检测。

3. 高灵敏度：在荧光与发光模式下可检测到极低浓度的分析物。

4. 宽波长覆盖：满足从紫外到近红外的多种检测需求。

5. 数据一致性好：光路稳定性高，批间重复性强。

八、总结

赛默飞酶标仪Varioskan Flash的光路系统是其性能核心所在，兼顾多模式检测能力与高灵敏度、高精度的光学表现。通过优化光源、单色仪、光传输组件、样品区域设计以及探测器配置，Varioskan Flash实现了在吸光度、荧光、发光、时间分辨荧光等模式下的出色表现。其电动化、自动化的光路切换系统不仅提高了实验效率，还保障了数据的可靠性和可重复性。在科研、临床、药物筛选及质量控制等多种应用中，这一光路系统为用户提供了强大的技术支持，是多模式检测平台的代表性解决方案。